秸秆配施氮肥冬季还田对水稻土微生物学性质和碳库组成的影响

发布时间：2019-12-04 09:40

【摘要】：秸秆还田作为秸秆利用的一种重要方式,既可以避免资源浪费和环境污染,而且可以提高土壤的养分水平,改善土壤结构和理化性状,优化农田生态环境,维持作物高产。若能充分利用南方稻田冬、春自然资源,在冬闲期合理利用水稻秸秆还田,不仅可以减少稻草焚烧的环境危害,而且可能替代绿肥,在低温和非淹水条件下实现“固碳保N”。水稻秸秆配施氮肥还田后,不同分解阶段形成了不同的土壤有机碳库。秸秆C/N较高,还田时应配施一定量的无机氮肥。本文主要研究长期秸秆配施氮肥冬季还田下,秸秆还田时间及氮肥前施比例对水稻土微生物学性质和碳库组成的影响,实现冬季“固碳”,以期为水稻土肥力培育和稳定稻田生态系统功能提供理论依据,调控秸秆全量还田的综合生态效益。主要研究结果如下:1、六种与土壤碳周转相关酶(β-葡萄糖苷酶、β-纤维二糖苷酶、β-木糖苷酶、多酚氧化酶、过氧化物酶和蔗糖转化酶)活性的研究结果表明:冬季秸秆还田,有效利用冬闲积温,增加秸秆的腐解时间,能够增强土壤中与碳周转相关的酶活性,而秸秆还田时氮肥前施比例对生育期的土壤酶活性并未造成显著的影响。除多酚氧化酶外,其他5种酶均与有机碳投入量呈显著正相关关系。这说明秸秆配施氮肥的处理在一定程度上缓解秸秆腐解耗氮过程与苗期作物需氮的竞争,但秸秆还田时氮肥前施比例的差异由于后期追肥的补给并未对酶活性造成显著影响。土壤微生物生物量的研究结果表明:冬季还田和还田时配施氮肥能增加冬闲期微生物生物量含量,秸秆还田下配施氮肥措施增加冬闲期微生物生物量C和生育期微生物生物量C、N的活性,但配施氮肥比例间微生物量含量无显著差异。土壤微生物生物量与酶之间的相关性表明,冬季秸秆还田以及还田时配施氮肥的农田管理措施促进土壤微生物繁殖,调控土壤碳周转相关的酶活性。2、对长期秸秆配施氮肥处理下土壤碳库组成变化的分析结果表明:长期秸秆配施氮肥还田能显著增加土壤总有机碳、碳库物理组分(除颗粒有机碳)、碳库化学组分(除水溶性有机碳)的含量。冬季还田下总有机碳、轻组有机碳、颗粒有机碳、酸溶性有机碳和难降解有机碳的含量高于春季还田,表明与传统春季还田相比,冬季还田的“固碳”效应较明显。与秸秆还田,不施氮肥处理相比,秸秆还田时配施氮肥处理更有利于稻田有机碳各组分的积累。秸秆冬季还田后,在低温和非淹水条件下,增加了土壤有机质的输入,土壤微生物活动加强,与碳周转相关酶活性和微生物生物量含量增加,促进土壤有机碳积累,而矿质N的施用促进了水稻秸秆在土壤中的固定。因此,从土壤“固碳”的角度看,与目前普遍采用的晚稻秸秆春季翻耕还田相比,在冬闲期将晚稻秸秆配施54 kg/ha氮肥翻耕还田是更优的秸秆管理方式。
【学位授予单位】：中国农业科学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S154.3;S153

【参考文献】